НИЛ ЦАБТ

Уникальная научная установка «Микробиологический комплекс моделирования процессов в желудочно-кишечном тракте домашних животных» (УНУ «МикроЖКТ»)

В НИЛ ЦАБТ «Агробиотех» ФГБОУ ВО ДГТУ разработан программно-аппаратный комплекс, эквивалентный моделям искусственного кишечника TIM-2 и SHIME. Разработанная в ходе выполнения мегагранта и созданная в НИЛ ЦАБТ ДГТУ модульная система желудочно-кишечного тракта, имитирующая системы пищеварения различных животных, с возможностью использования в исследованиях модульных элементов, полученных с применением технологий биологической 3D печати для моделирования отдельных его структур, дает уникальную возможность проводить исследования мирового уровня. Разработка проходит процедуру регистрации, как уникальная научная установка «Микробиологический комплекс моделирования процессов в желудочно-кишечном тракте домашних животных» (УНУ «МикроЖКТ»). Создана инфраструктура исследований с использованием моделей искусственного кишечника: сформирован аналитический участок НИЛ ЦАБТ, оснащенный комплексом аналитического и вспомогательного оборудования, на котором анализируются метаболиты пробиотических микроорганизмов.

Положение об УНУ «МикроЖКТ»

  1. Уникальная научная установка «Микробиологический комплекс моделирования процессов в желудочно-кишечного тракта домашних животных» создана в НИЛ ЦАБТ «Агробиотех» ФГБОУ ВО ДГТУ (далее НИЛ «Агробиотех»).

  2. Местонахождение и почтовый адрес: 344010Б г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.

  3. УНУ «МикроЖКТ» предназначено для проведения научно-исследовательских работ на динамических моделях, не имеющих аналогов: комплексные исследование «in-vitro» влияния различных субстанций (пребиотики, пробиотики, лекарственные препараты, компоненты кормов и др.) как на функциональные, так и на структурные характеристики микробных консорциумов различных отделов ЖКТ.

  4. Целями создания УНУ «МикроЖКТ» являются:

    • • Обеспечение, на современном уровне, проведения научных исследований, а также оказание заинтересованным пользователям услуг (экспериментов, измерений, исследований и испытаний);
    • • Обеспечение высокой эффективности функционирования и уровня загрузки оборудования УНУ «МикроЖКТ»;
    • • Обеспечение единства и достоверности получаемых результатов при проведении научных исследований на оборудовании УНУ «МикроЖКТ»;
    • • Участие в подготовке специалистов и кадров высшей квалификации (бакалавров, магистров, аспирантов, докторантов) на базе современного научного оборудования УНУ «МикроЖКТ»;

  5. Основными задачами коллектива работников, обеспечивающих функционирование УНУ «МикроЖКТ» являются:

    • • Выполнение измерений и исследований на научном оборудовании УНУ «МикроЖКТ»в интересах подразделений базовой научной организации и иных пользователей, работающих по научным тематикам в порядке, утвержденном проректором по научной работе, предусматривающем в том числе:
      •       → Правила предоставления оборудования и сервисов;
      •       → Регламент выполнения заявок
    • • Разработка новых и совершенствование существующих методов проведения экспериментальных исследований и измерений на УНУ «МикроЖКТ»
    • • Сотрудничество с другими высшими учебными заведениями и академическими институтами, а также прочими научными и производственными организациями по вопросам проведения научных исследований и подготовки специалистов и кадров высшей квалификации (бакалавров, магистров, аспирантов, докторантов) на базе современного оборудования УНУ «МикроЖКТ».
    • • Осуществление мероприятий по совершенствованию обеспечения эффективного функционирования научного оборудования УНУ «МикроЖКТ».
    • • Выполнение комплекса постоянных научно-исследовательских, инженерно-конструкторских и технологических работ, направленных на поддержание современного уровня комплекса УНУ «МикроЖКТ», совершенствование экспериментальной базы проводимых исследований.

  6. Научные направления исследований УНУ «МикроЖКТ»:

    • • исследование влияния пробиотиков на состав микробиоты ЖКТ сельскохозяйственных и домашних животных, объектов аквакультуры;
    • • исследование свойств потенциальных пробиотических штаммов в условиях, приближенных к условиям его естественной кишечной среды ;
    • • скрининг штаммов бактерий и микромицетов для выявления потенциальных пробиотиков с целевой активностью;
    • • исследование выживаемости потенциальных пробиотических штаммов в условиях, приближенных к условиям естественной кишечной среды;
    • • исследование влияния биологически активных веществ, включая добавки к корму и пребиотики, на состав микробиоты ЖКТ сельскохозяйственных и домашних животных, объектов аквакультуры;
    • • исследование взаимодействия лекарственных препаратов с микробиотой ЖКТ животных, включая как влияние препаратов на микробиоту, так и разрушение и трансформацию лекарственных препаратов микробиотой ЖКТ;
    • • разработка синбиотических препаратов, включающих про- и пребиотические, с исследованием как взаимодействия компонентов синбиотического препарата между собой, так и их совместного влияния на микробиоту сельскохозяйственных и домашних животных, объектов аквакультуры;
    • • моделирование патологической микробиоты ЖКТ сельско-хозяйственных и домашних животных, объектов аквакультуры;
    • • моделирование динамики кишечной микробиоты при заражении патогенами III и IV групп;
    • исследование влияния про- и пребиотиков при заражении патогенами III и IV групп. Возможно моделирование как системы про-/пребиотик – патоген в условиях, приближенных к кишечным, так и про-/пребиотик – патоген – естественная кишечная микробиота с учётом влияния всех трёх компонентов друг на друга;
    • • исследование влияния лекарственных препаратов при заражении кишечными патогенами III и IV групп. Возможно моделирование как системы лекарственный препарат – патоген в условиях, приближенных к кишечным, так и лекарственный препарат – патоген – естественная кишечная микробиота с учётом влияния всех трёх компонентов друг на друга;
    • • направленный отбор и селекция штаммов с использованием набора ключевых биомаркеров целевой активности;
    • • комплексное исследование «in vitro» влияния различных субстанций (пребиотики, пробиотики, лекарственные препараты и др.) как на функциональные, так и на структурные характеристики микробных консорциумов различных отделов ЖКТ;
    • • скрининг широкого спектра различных субстанций (пребиотики, пробиотики, лекарственные препараты, компоненты кормов и др.) на целевую активность с отбором наиболее эффективных.

  7. Приоритетные направления развития науки, технологий и техники, к которым могут относиться результаты научной деятельности на УНУ «МикроЖКТ»:

    • • Рациональное природопользование.

      Критические технологии, к которым относятся результаты научных исследований, полученных с использованием УНУ «МикроЖКТ»:
    • • Биомедицинские и ветеринарные технологии.

Характеристики УНУ «МикроЖКТ»:

— число реакторов: до 32;
— объем реакторов: от 60 до 600 мл.
— одновременное использование реакторов разного объема: да;
— подключение реакторов: последовательное, параллельное, смешанное;
— поддерживаемые параметры: температура, рН, автоматический долив питательной среды/ откачка химуса;
— точность поддержания температуры: не хуже 0.1 оС;
— диапазон поддержания температуры: от комнатной до 90 оС. По специальному заказу возможно проведение экспериментов при пониженной температуре, от 5 оС;
— точность поддержания рН: не хуже 0.1 единицы;
— диапазон изменения рН: от 2 до 13 единиц;
— точность дозирования среды / откачки химуса: не хуже 0.2 %;
— минимальный объем дозирования: 0.1 мл;
— скорость перекачки: до 5 мл/мин;
— перемешивание жидкости в реакторе: магнитная мешалка, с управляемой скоростью перемешивания;
— перемешивание жидкости в колбе чистой среды: магнитная мешалка, с управляемой скоростью перемешивания;
— обеспечение инертной атмосферы: азот, аргон, СО2;
— величина избыточного давления инертной атмосферы: до 0.05 атм.;
— проведение исследований с защитой реактора от внешнего освещения: да;
— возможность ручного добавления реагентов/ лекарств/ биоактивных веществ: да.
— возможность автоматического добавления реагентов/ лекарств/ биоактивных веществ: по запросу.
— возможность ручного отбора проб: да.
— возможность автоматического отбора проб: по запросу.
— возможность диализа: по запросу.
— длительность непрерывного эксперимента: актуально не ограничена (протестировано –168 часов, 7 суток);
— логгирование данных температуры, рН, работы насосов за все время эксперимента по каждому из каналов;
— возможность дистанционного мониторинга: да (MQTT, Телеграм-бот);
— возможность удаленного видеонаблюдения: да.